Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy tách vỏ đậu xanh

Chia sẻ: Caphesuadathemmatong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:77

Thêm vào BST

Báo xấu

70
lượt xem 17
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trên cơ sở nhu cầu máy móc và trang thiết bị hiện đại để đáp ứng nhu cầu sản xuất và tăng năng suất của cây đậu xanh nên chúng em xin nghiên cứu và làm đề tài: “Thiết kế máy tách vỏ đậu xanh” để làm đồ án tốt nghiệp. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy tách vỏ đậu xanh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ ----------------0o0-------------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY TÁCH VỎ ĐẬU XANH Giảng viên hướng dẫn : ThS. NGUYỄN VĂN HÂN Sinh viên thực hiện : DƯƠNG VĂN DANH Mã số sinh viên : 56130714 Khánh Hòa, 2018
MỤC LỤC -MỤC LỤC -DANH MỤC CÁC BẢNG -DANH MỤC CÁC HÌNH -LỜI CẢM ƠN -LỜI NÓI ĐẦU -NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN -PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BÓC TÁCH VỎ ĐẬU XANH 1.1. Thực trạng nền kinh tế Việt Nam hiện nay 1.2. Công nghệ bóc tách vỏ ở nước ta hiện nay 1.3. Phân tích vật liệu vỏ đậu xanh và hạt đậu xanh 1.3.1. Thành phần vỏ đậu 1.3.2. Thành phần hạt đậu 1.3.3. Độ ẩm để bóc vỏ đậu 1.3.4. Thông số kích thước quả và hạt 1.4. Tổng quan về máy tách vỏ đậu xanh hiện nay Trang i
1.4.1. Nhu cầu cơ giới hóa việc tách vỏ đậu xanh. 1.4.2. Phương pháp tách hạt đậu xanh hiện nay 1.4.2.1. Phương pháp bóc vỏ thủ công 1.4.2.2. Phương pháp bóc vỏ bằng máy 1.4.3. Một số máy tách vỏ đậu xanh hiện nay 1.4.3.1. Máy tách vỏ đậu xanh sử dụng cơ cấu cánh đập và quạt ly tâm 1.4.3.2. Máy tách vỏ đậu xanh sử dụng cơ cấu cánh đập, sàn rung và quạt dọc trục. 1.4.3.3. Máy tách vỏ đậu xanh UDXMD-100 sử dụng cơ cấu con lăn và sàn rung 1.4.4. Yêu cầu kĩ thuật của máy 1.4.5. Kết luận 1.4.6. Ưu nhược điểm của các phương pháp bóc vỏ đậu xanh CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY TÁCH VỎ ĐẬU XANH 2.1. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế máy tách vỏ đậu xanh 2.1.1. Phương án 1 2.1.2. Phương án 2 2.1.3. Phương án 3 Trang ii
2.1.4. Kết luận CHƯƠNG 3 :TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY TÁCH TÁCH VỎ ĐẬU XANH 3.1. Xác định yêu cầu kỹ thuật của máy máy bóc vỏ đậu xanh 3.2. Tính toán các thông số động học máy 3.2.1. Tính toán công suất làm việc và chọn motor. 3.2.1.1. Công suất cụm đập vỏ đậu. 3.2.1.2. Tính toán quạt ly tâm. 3.2.2. Tính toán kiểm tra trục đập, trục quạt và chọn ổ bi. 3.2.2.1. Trục đập và ổ bi 3.2.2.2. Trục quạt và ổ bi 3.2.3. Thiết kế cánh đập và buồng đập. 3.2.3.1. Tính toán lực đập. 3.2.3.2. Kết cấu cánh đập và buồng đập. 3.2.4. Tính toán bộ truyền đai. 3.2.4.1. Bộ truyền đai trục đập. 3.2.4.2. Bộ truyền đai trục quạt. 3.2.5. Tính toán thiết kế kết cấu khung máy. 3.2.6. Quy trình chế tạo một số chi tiết chính Trang iii
3.2.6.1. Trục đập 3.2.6.2. Cánh đập 3.2.6.3. Khung máy CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 4.1. Kết luận 4.2. Đề xuất CHƯƠNG 5:HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ BẢO QUẢN MÁY 5.1. Hướng dẫn sử dụng máy 5.2. Hướng dẫn bảo quản máy CHƯƠNG 6 : TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang iv
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Khảo sát 10 quả đậu xanh Bảng 3.1: Thông số ổ bi SY 25 TF Bảng 3.2: Tính toán lực đập tại bán kính cánh đập Bảng 3.3: Tính toán lực đập tại một nửa bán kính cánh đập Bảng 3.4: Bảng tra chọn loại đai Bảng 3.5: Thông số dây đai và pulley loại B. Bảng 3.6: Thông số dây đai loại B. Trang v
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Đậu sau khi hái về và nông dân đang tiến hành đem phơi phô Hình 1.2: Sau khi vỏ đậu được phơi khô, nông dân bỏ vào bao sau đó dùng tay xoay, chà quanh quả đậu để tách hết các hạt ra Hình1.3: Sau khi vỏ đậu được phơi khô, nông dân bỏ vào bao tải đập nhẹ là hột đã tách ra Hình 1.4: Máy tách vỏ đậu xanh sử dụng cơ cấu cánh đập và quạt ly tâm Hình 1.5: Máy tách vỏ đậu xanh sử dụng cơ cấu cánh đập, sàn rung và quạt dọc trục. Hình 1.6: Máy tách vỏ đậu xanh UDXMD-100 Hình 2.1: Phương án 1 Hình 2.2: Kết cấu buồng đập và cánh đập theo kiểu hình tròn Hình 2.3: Phương án 2 Hình 2.4: Kết cấu buồng đập và cánh đập theo kiểu vỏ đa giác bất đối xứng Hình 2.5: Phương án 3 Hình 2.6: Kết cấu buồng đập và cánh đập theo kiểu vỏ hình trụ Hình 3.1: Cánh đập Hình 3.2: Buồng quạt Hình 3.3: Cánh quạt Trang vi
Hình 3.4: Trục đập Hình 3.5: Vật liệu thép C45 Hình 3.6: Mô hình tính toán kiểm tra trục đập theo kích thước như hình 3.4 bằng phần mềm Solidworks Hình 3.7: Kết quả tính toán ứng suất. Hình 3.8: Kết quả tính toán biến dạng Hình 3.9: Trục quạt Hình 3.10: Mô hình tính toán trục quạt. Hình 3.11: Kết quả tính toán ứng suất. Hình 3.12: Kết quả tính toán chuyển vị. Hình 3.13: Kết cấu buồng đập và cánh đập Hình 3.14: Kết quả mô phỏng kiểm tra ứng xuất vỏ buồng đập Hình 3.15: Kết quả mô phỏng kiểm tra biến dạng vỏ buồng đập Hình 3.16: Các cụm tháo lắp trong kết cấu buồng đập. Hình 3.17: Tổng khối lượng M=75,7kg và kích thức bao của máy Cao x Dài x Rộng = 1176 x 940 x 665 Hình 3.18: Kết cấu khung máy mới. Hình 3.19: Kết cấu khung máy mới (m=25,4 kg) Trang vii
Hình 3.20: Kết quả mô phỏng ứng suất với tải trọng tác động lên khung máy Hình 3.21: Kết quả mô phỏng biến dạng với tải trọng tác động lên khung máy, biến dạng lớn nhất = 0,2 mm Hình 3.22: Đánh số bề mặt gia công Hình 3.23: Cánh đập Hình 3.24: Phần thân cánh đập Hình 3.25: Phần cánh Hình 3.26: Khung máy . Trang viii
LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình thực hiện đề tài, được sự hướng dẫn tận tình của các Thầy Cô trong khoa Cơ khí, nhất là các Thầy trong bộ môn Chế Tạo Máy, đã giúp em hoàn thành tốt đề tài được giao. Em xin chân thành cảm ơn Thầy ThS. Nguyễn Văn Hân, cùng các Thầy Cô trong Khoa Cơ Khí Trường Đại Học Nha Trang, đã tận tình hướng dẫn em. Chúng em bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến quý Thầy trong hội đồng phản biện đã bỏ nhiều thời gian quý báu để xem, nhận xét và tham gia chấm đồ án. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn tới quý Thầy Cô, đã trang bị cho chúng em những kiến thức cơ sở và chuyên ngành cũng như giúp em hoàn thành đúng thời gian làm đồ án tốt nghiệp. Nha Trang, tháng 7 năm 2018 Dương Văn Danh Trang ix
LỜI NÓI ĐẦU Nước ta là nước nông nghiệp là chủ yếu, do vậy các sản phẩm từ nông nghiệp rất dòi dào. Trong thời kỳ xây dựng và phát triển nông thôn hiện nay, vấn đề thời sự nổi bậc là chương trình khuyến nông về chăn nuôi và trồng trọt. Đặc biệt là chương trình khuyến nông nhằm tăng sản lượng cây lương thực nói chung và cây đậu xanh nói riêng được nhà nước hết sức chú trọng. Lạc, đậu tương, đậu xanh là 3 cây trồng chính trong nhóm cây đậu đỗ được khai thác để đáp ứng nhu cầu sử dụng dầu thực vật, protein cho người và nguyên liệu thức ăn gia súc, đây cũng là loại cây trồ5ng có tác dụng tốt trong việc luân xen canh, cải tạo đất và ứng dụng để chuyển đổi cơ cấu cây trồng rất hiệu quả. Sản phẩm của đậu đỗ được sử dụng rất phổ biến trong dân gian và ngày càng được tiêu thụ nhiều hơn khi phát hiện được nhiều vi chất ảnh hưởng tốt đến sức khỏe con người và động vật. Nền nông nghiệp của các tỉnh phía Nam rất đa dạng và phong phú, nơi đây tập trung hầu như tất cả các loại cây trồng chủ lực trong chiến lược phát triển nền nông nghiệp hàng hoá cuả nước nhà, ngoài hồ tiêu và cà phê thì các cây họ đậu cũng có thế mạnh và được quan tâm phát triển. Với tầm quan trọng của việc sản xuất đậu như vậy nên diện tích trồng đậu ngày càng tăng lên lao động thủ công không thể đáp ứng cho quá trình thu hoạch, tách hạt và phân loại. Trong công tác thu hoạch các loại máy móc tiên tiến đã được đưa vào sử dụng, nhờ đó sản phẩm làm ra có chất lượng tốt hơn, lượng nhân công lao động giảm, dẫn tới giá thành giảm, tăng tính cạnh tranh của hàng hóa nước ta trong quá trình hội nhập. Do những yêu cầu cần thiết của xã hội hiện nay là giảm lao động về sức người, tăng năng suất lao động, do vậy công việc thiết kế các trang thiết bị máy Trang x
móc, công nghệ giúp cho quá trình sản xuất, thu hoạch cũng như chế biến đạt hiệu quả cao là vấn đề thật sự cần thiết và cấp bách. Vì vậy công tác nghiên cứu, thiết kế đặt ra cho mỗi sinh viên cơ khí ngày càng thiết thực . Trên cơ sở nhu cầu máy móc và trang thiết bị hiện đại để đáp ứng nhu cầu sản xuất và tăng năng suất của cây đậu xanh nên chúng em xin nghiên cứu và làm đề tài: “ Thiết kế máy tách vỏ đậu xanh” để làm đồ án tốt nghiệp. Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, thiết kế dưới sự hướng dẫn tận tình của Thầy ThS. Nguyễn Văn Hân, em đã hoàn thành đề tài với đầy đủ các nội dung sau: 1. Tổng quan về công nghệ bóc vỏ đậu xanh 2. Lựa chọn phương án thiết kế 3. Tính toán thiết kế 4. Kết luận Vì thời gian và trình độ bản thân còn hạn chế. Vì vậy rất mong được sự chỉ bảo của các Thầy trong khoa cũng như trong bộ môn và những người quan tâm đến lĩnh vực này để đề tài được hoàn thiện hơn. Nhân đây em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy ThS. Nguyễn Văn Hân, đã quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn và tạo điều kiện rất thuận lợi cho em thực hiện đề tài. Em xin chân thành cảm ơn các Thầy trong khoa, trong bộ môn Chế tạo máy và các bạn bè đã giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn! Trang xi
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Sinh viên thực hiện: Dương Văn Danh MSSV:56130714 Lớp: 56KTCK Ngành: Công nghệ kĩ thuật Cơ Khí Tên đề tài: “Thiết kế máy tách vỏ đậu xanh”. Số trang: 63 trang. Số chương: 6 Chương. Số tài liệu tham khảo: 6. NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. Nha Trang, ngày…., tháng…, năm 2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Kí và ghi rõ họ tên) Trang xii
PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên thực hiện: Dương Văn Danh MSSV:56130714 Lớp: 56KTCK Ngành: Công nghệ kĩ thuật Cơ Khí Tên đề tài: “Thiết kế máy tách vỏ đậu xanh”. Số trang: 63 Trang. Số chương: 6 Chương Số tài liệu tham khảo: 6. NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. Nha Trang, ngày…., tháng…, năm 2018 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Kí và ghi rõ họ tên) Trang xiii
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BÓC TÁCH VỎ ĐẬU XANH 1.1. Thực trạng nền kinh tế Việt Nam hiện nay Tình hình kinh tế-xã hội Việt Nam hiện nay phát triển theo chiều hướng tích cực, nền kinh tế phục hồi khá nhanh trong điều kiện kinh tế thế giới vẫn còn nhiều diễn biến phức tạp; an sinh xã hội được bảo đảm, đời sống nhân dân ngày càng được cải thiện; chính trị, xã hội tiếp tục ổn định. Cùng với đó là vấn đề lương thực thực phẩm được đề cập khá nhiều trong tình trạng phát triển kinh tế nước ta hiện nay. Với xu hướng phát triển như vũ bão hiện nay, vấn đề lương thực thực phẩm được Đảng và nhà nước ta hết mực quan tâm, không chỉ phục vụ trong nước mà còn xuất khẩu ra nước ngoài. Chưa bao giờ vấn đề giá lương thực, thực phẩm lại trở nên nghiêm trọng như vậy kể từ cơn khủng hoảng lương thực năm 2008. Chỉ số giá thực phẩm của LHQ, do Tổ chức Lương nông (FAO) cho biết, chỉ số giá lương thực, thực phẩm của FAO tăng 1,1% lên 172, 8 điểm trong tháng 3/2018 so với mức 171 điểm trong tháng Hai. Trong tháng 3/2018, chỉ số giá lương thực, thực phẩm đã tăng tháng thứ hai liên tiếp sau đợt giảm kể từ tháng 8 năm ngoái. Chính vì tầm ảnh hưởng quan trọng của giá trị lương thực- thực phẩm Việt nam hiện nay, dẫn đến đòi hỏi phải sáng chế ra các loại máy bóc tách vỏ nhằm mang lại năng suất cao, giảm số lượng người lao động bằng chân tay trong lĩnh vực chế biến lương thực thực phẩm của nước ta hiện nay, thay vào đó là sự vận hành bằng máy móc, giảm sức lao động, tăng năng suất, mang lại hiệu quả kinh tế cao, giảm giá thành sản phẩm,đáp ứng nhu cầu sử dụng lương thực thực phẩm trong và ngoài nước. Trang 1
1.2. Công nghệ bóc tách vỏ ở nước ta hiện nay Hiện tại ở nước ta với đội ngũ tri thức dồi dào, ngành kỹ thuật phát triển cao, nhiều kỹ sư và đặc biệt là những người nông dân-những người trực tiếp tham gia vào quá trình sản xuất đã sáng chế ra nhiều loại máy bóc tách vỏ. Với kiểu dáng đẹp, kết cấu đơn giản, giá thành phải chăng, các máy bóc tách vỏ đã được thị trường tiêu dùng ưa chuộng, không chỉ các công ty lớn - nhỏ mà còn là các hộ gia đình, giảm đáng kể số lượng công nhân mà lại mang lại hiệu quả kinh tế cao. Tính trung bình mỗi một máy bóc vỏ ra đời đã hạn chế được khoảng 30- 40 công nhân tính trên một ngày, năng suất tăng lên gấp nhiều lần. Một số loại máy bóc tách vỏ hiện nay trên thị trường Việt nam: -Máy bóc vỏ dừa -Máy bóc vỏ lụa nhân hạt điều -Máy bóc vỏ vải -Máy bóc vỏ hạt đậu xanh -Máy bóc vỏ lạc -Máy bóc vỏ chôm chôm Hiện tại em đang làm đề tài “Thiết kế máy bóc vỏ đậu xanh”, đây là một đề tài khá mới mẻ bởi lẽ cây đậu luôn gắn liền với đời sống của chúng ta và nó đang trong đà phát triển mạnh mang lại năng suất cao, xoá đói giảm nghèo và làm tăng năng suất kinh tế cho nhiều hộ gia đình. 1.3. Phân tích vật liệu vỏ đậu xanh và hạt đậu xanh Trang 2
1.3.1. Thành phần vỏ đậu : - Đậu xanh, còn gọi là lục đậu, boubour, haricotdore, green bean. Tên khoa học: Phaseolus aureus Roxb, Vigna aurea Roxb. Thuộc họ đậu Fabaceae (Papilonaceae). Mô tả cây: cây thảo, mọc đứng, ít phân nhánh, cao 0,6m , lá có 3 lá chét, lá chét hình trái xoan, ba cạnh, màu lục sẫm, có lông nháp. Hoa màu vàng hoặc lục, rất dày đặc, xếp thành chùm ở nách, quả nằm ngang hình trụ, có lông rồi nhẵn, có đầu nhọn ngắn. Mỗi quả có khoảng 5-10 hạt, phân cách nhau bởi các vách, mùa lục, bóng. -Đậu xanh, cùng với đậu nành, đậu đen, đậu trắng, đậu Hà Lan.. đều được xếp vào hàng họ đậu. Đặc điểm chung của chúng là chứa nhiều protein (25 – 50%). Do ở rễ của cây họ đậu có các nốt sần, ở đó các vi khuẩn cộng sinh phát triển, có khả năng lấy Nitơ từ không khí nên không những cung cấp đủ Nitơ cho cây mà còn làm cho đất đai thêm màu mỡ bằng nguồn Nitơ thừa thải ra. - Về mặt cấu tạo, họ đậu thuộc các hạt họ hòa thảo. Chúng không có nội nhũ, nội nhũ của chúng bị mất trong quá trình hình thành hạt. Cấu tạo chủ yếu của họ đậu gồm 3 phần: vỏ, tử diệp (lá mầm) và phôi (mộng). 1.3.2.Thành phần hạt đậu: - Thành phần Hóa học của hạt đậu xanh: hạt đậu xanh có trung bình:13,7% nước 2,4% lipid 4,6% xenluloza 23% protit 52% glucid - Mỗi 100g đậu xanh cung cấp cho cơ thể:329 calo 62,7 mgCa 369,5 mgP 4,75% Fe 0,06mg% caroten 0,71mg% vitB1 0,15mg% vitB2 2,4mg% vitPP 4mg% vitC 1.3.3. Độ ẩm để bóc vỏ đậu : Trang 3
- Độ ẩm để bóc vỏ đậu xanh, khi thu hoạch đậu độ ẩm vào khoảng trên 13%, khi thu hoạch là đậu có thể cho máy để dập đậu hoàn toàn. Vì vậy độ ẩm để bóc vỏ đậu xanh khoảng 13%-14%. Sau đó sẽ sấy hoặc phơi đậu thành phẩm lại sẽ nhanh hơn để bảo quản. -Khi đưa vào bảo quản độ ẩm của hạt phải từ 9,5 - 10%. Nếu hạt đậu xanh có độ ẩm > 13% thì mọt dễ đục dẫn đến chất lượng giảm không làm giống được. -Vì vậy, quá trình phơi, sấy hạt sau khi thu hoạch có vai trò rất quan trọng trong bảo quản, chế biến cũng như nâng cao chất lượng hạt. 1.3.4. Thông số kích thước quả và hạt: KHẢO SÁT 10 QUẢ ĐẬU XANH bq 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 lq 1 87 6.5 2 111 7.4 3 86 7.7 4 100 6.3 5 98 6.7 6 70 6.8 7 91 6 Trang 4
8 81 6.1 9 98 6.8 10 78 7 Bảng 1.1: Khảo sát 10 quả đậu xanh Bề rộng trung bình của quả: 6.03mm 1.4. Tổng quan về máy tách vỏ đậu xanh hiện nay 1.4.1. Nhu cầu cơ giới hóa việc tách vỏ đậu xanh. Với quy mô, diện tích và sản lượng ngày càng mở rộng đòi hỏi rất nhiều lao động nên nhu cầu cơ giới hóa là hết sức cần thiết. Trong quá trình thu hoạch đậu xanh công đoạn quan trọng nhất là công đoạn tách vỏ. Công đoạn này đòi hỏi lượng nhân công lao động lớn, làm việc liên tục, môi trường làm việc khắc nhiệt nên nhu cầu cơ giới hóa là hết sức cần thiết. Hiện nay kĩ thuật công nghiệp đang phát triển mạnh chính là lợi thế cho việc phát triển ngành nông nghiệp. Máy được sử dụng cho các hộ nông dân trồng đậu với diện tích lớn, ngoài ra máy còn được sử dụng cho những hộ kinh doanh dịch vụ đi tách đậu xanh cho những nơi có trồng đậu với diện tích nhỏ hơn. 1.4.2. Phương pháp tách hạt đậu xanh hiện nay: 1.4.2.1 Phương pháp bóc vỏ thủ công Trang 5
Hiện nay, có 2 phương pháp tách vỏ đậu xanh là phương pháp tách thủ công và phương pháp tách bằng máy. Với phương pháp thủ công, người ta tiến hành như sau: quả đậu sau khi được hái về hoặc sau khi thu hoạch xong, sau đó đem phơi và phải đợi trời thật nắng khi vỏ được phơi khô rồi mới bóc vỏ, tách hạt. Hình 1.1: Đậu sau khi hái về và nông dân đang tiến hành đem phơi phô -Có hai cách tách hạt thủ công: +Dùng bao bì hàng dệt đựng quả đậu sau đó dùng tay xoay, chà quanh quả đậu để tách hết các hạt ra. Trang 6